Nature重磅：一个CAR-T细胞居然干掉了整个肿瘤！

CAR-T细胞治疗过程

[来源：USA National Cancer Institute]

CAR-T细胞在体外改造过程中，需使用逆转录病毒或慢病毒的病毒载体将DNA序列插入到人的T细胞基因组中。由于无法控制序列在基因组中插入的位置，这就有可能破坏另一个重要基因。在21世纪初，在一项针对免疫缺陷患者的基因疗法临床试验中，使用病毒载体将野生型免疫拷贝基因插入到干细胞过程中，不恰当的插入使LMO2基因序列不能正常表达，使一些病人出现了T细胞的恶性增殖，并发展为T细胞白血病。尽管病毒载体随机整合通常被认为是安全的，但任何对基因组的破坏都会带来不良后果的风险。

Fraietta等人在一项针对表达CD19慢性淋巴细胞白血病病人的临床试验中，发现有一个病人在接受第二剂T细胞后的两个月，开始对治疗表现出明显的反应。正常情况下，如果治疗成功，肿瘤消除通常在一个月内发生，因此作者研究了这种非正常情况下延迟的原因，结果发现，插入的CAR序列破坏了TET2基因，对临床结果产生了有益的影响。研究者分析了肿瘤消除过程中最高浓度下血液中CAR-T细胞。他们惊齐地发现，这些T细胞种群几乎完全是由同一个细胞产生。这个单细胞的后代会随着时间的推移而分裂，直到细胞的后代达到一个临界点，从而消除了整个肿瘤。这就提出了一个问题，为什么仅仅一个CAR-T细胞却产生了如此有效的抗肿瘤反应？

结果发现，在这种T细胞的克隆种群中，CAR序列插入了TET2基因中，使TET2基因发生了突变，产生了缺乏TET2蛋白的T细胞。TET2是一种酶，也被称为甲基胞嘧啶加二氧酶，它催化一种羟化反应，这种酶可以将附着在DNA上的甲基（CH3）基团转换成羟甲基（CH2OH），这种对DNA或其相关蛋白的修饰被称为表观遗传修饰，在某些情况下会影响基因表达（图1）。因此，研究者发现虽然病人体内正常T细胞和CAR-T细胞总的表观遗传特征相似，但在CAR-T细胞中观察到了DNA结构的差异，包括CD28、ICOS和干扰素基因。

TET2基因缺陷引起T细胞杀伤肿瘤作用机理

[来源：Nature]

先前研究表明，TET2突变与克隆的血细胞改变有关，可能增加疾病或血液癌症的风险（一种被称为克隆血生成的现象）。然而，缺乏TET2的患者T细胞并没有产生异常的T细胞增殖。在肿瘤消除后，CAR-T细胞的数量适当减少，正常T细胞亚群增加。

作者利用基因工程在体外移除了人T细胞中的TET2基因。通过对这些细胞进行分析，发现TET2蛋白的缺失可以增加和延长T细胞处在中央记忆状态的细胞状态下。这种状态有助于防止细胞进入衰竭的功能失调的模式，从而增加T细胞的功能。TET2的缺失也与T细胞记忆的增加有关。研究者还观察到，缺乏TET2的人类T细胞比具有TET2的T细胞产生更少的细胞因子。破坏TET2后穿孔素酶和颗粒酶水平提高，后者是T细胞肿瘤杀伤机制的组成部分。

这些发现表明，针对人类T细胞的TET2蛋白或基因，通过药物介导或基因编辑技术，可以提高其他患者的CAR-T细胞治疗的有效性。如果是这样的话，以后需要的T细胞的剂量可能只是几个细胞，而不是通常的5000万到5亿个细胞。这将缩短CAR-T细胞的生产时间，降低生产成本。

小鼠模型中，在基因组中插入一个CAR序列改变原始基因组序列编码，已经表现出了增强CAR-T细胞活性和持久性的功效[Eyquem, Justin, et al. Nature 543.7643 (2017): 113.]。其他多个小组已经报告了CAR-T细胞疗法解除免疫检查点信号通路对T细胞抑制作用的研究进展[Ren, Jiangtao, et al. Clinical cancer research 23.9 (2017): 2255-2266.]。因此，直接对基因进行编辑，或许真是一种良好的提高CAR-T疗法的策略。

目前，提高CAR-T细胞功能是当前重要的研究领域之一，在之前的文章中，我们也总结了当前增强CAR-T在实体瘤中疗效的策略，多种改善CAR-T细胞疗法的策略均在动物模型中表现出了良好的效果，但是否存在一种策略比其他所有方法更优秀呢？不幸的是，动物研究并不总是和人体内结果相一致，所以临床试验是唯一能明确回答这个问题的方式。好消息是，这些策略似乎都能提高CAR-T的疗效和安全性，因此，人们希望在未来的几年里，T细胞疗法能够给癌症治疗带来更多实惠和惊喜，越来越成功。

来源：

1. https://www.nature.com/articles       

2. Fraietta, et al. Disruption of TET2 promotes the therapeutic efficacy of CD19-targeted T cells. Nature. doi:10.1038/s41586-018-0178-z

Tumour,食品科学与工程专业学士，国家三级公共营养师，生物化工专业硕士，目前为医药行业从业者，致力于癌症靶点及IRs抗体的研究开发，工作之余时刻关注医药行业动态和进展，同时从健康安全角度热切关注食品行业动态，为人类健康传播和提供科学的食品知识。